建筑信息模型BIM技术介绍11677.pdf

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1、 建筑信息模型 BIM 技术介绍 目录 1 BIM 的概念.1 1.1 BIM 概念理解.1 1.2 BUILDING 含义.1 2 BIM 发展轨迹.2 3 BIM 的信息载体.2 4 BIM 的实现手段.3 4.1 BIM 设计类软件.4 4.2 BIM 施工类软件.6 4.3 与 BIM 核心软件具有互用性的软件.8 5 BIM 的分析应用.10 6 BIM 的生命力.11 7 BIM 的价值优势.11 8 BIM 在建设项目各阶段的具体应用.12 8.1 可行性研究阶段.12 8.2 设计工作阶段.13 8.3 建设实施阶段.15 8.4 运营维护阶段.16 9 REVIT、NAVIS

2、WORK 及相关软件工程应用实例.16 9.1 工程概述.16 9.2 BIM 建模.17 9.3 编制进度计划.18 9.4 4D 建模.18 10 BIM 与云工作台(CLOUD).19 1 1 BIM 的概念 美国国家 BIM 标准对 BIM 的定义:“BIM 是建设项目兼具物理特性与功能特性的数字化模型，且是从建设项目的最初概念设计开始的整个生命周期里做出任何决策的可靠共享信息资源”。实现 BIM 的前提是:在建设项目生命周期的各个阶段不同的项目参与方通过在 BIM 建模过程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反应出各参与方的职责。BIM 是基于公共标准化协同作业的共享数字化模型。1.

3、1 BIM 概念理解 BIM的概念分解为两个方面，BIM既是模型结果(Product)更是过程(Processs)。（1）BIM 作为模型结果(product)BIM 作为模型结果，与传统的 3D 建筑模型有着本质的区别，其兼具了物理特性与功能特性。其中，物理特性(Physical Characteristic)，可以理解为几何特性(Geometric Characteristic);而功能特性(Functional Characteristic)，是指此模型具备了所有一切与该建设项目有关的信息。（2）BIM 作为过程(Proeess)BIM 是一种过程，其功能在于通过开发、使用和传递建设项目

4、的数字化信息模型以提高项目或组合设施的设计、施工和运营管理。1.2 Building 含义 Building Information Modeling 中得 Building 不能被狭义地理解为建筑，而是广义地代表了各类土木工程建设项目。美国国家 BIM 标准(NBIMS)给出的等级信息关系图(Hierarchical Information Relationships)，其规定了 BIM 之 Building 的适用范围，包含三种设施或建造项目(Facility/Built):（1）Building，建筑物，如一般办公楼房、民用楼房等;（2）Structure，构筑物，如大坝、水电站、厂房等

5、;（3）Linear Structure，线性结构基础设施，如道路、桥梁、铁道、隧道、管道等。2 2 BIM 发展轨迹 BIM 的发展将经历 4 个阶段，第一阶段少数技术发烧友的热衷，第二阶段企业决策层从企业发展角度逐步认同，第三阶段行业逐步认同并开始建立相关标准，第四阶段开始进入工程项目的业务流程。现阶段 BIM（Building Information Modeling）作为一种全新的工程实施方法的基础正在被其收益者业主所认同。3 BIM 的信息载体 BIM 的信息载体是多维参数模型（nD Parametric models）。用简单的等式来体现 BIM 参数模型的维度:2D=Length

6、&Width 3D=2D+Height 4D=3D+Time 5D=4D+Cost 6D=5D+nD=BIM 传统的 2D 模型是用点、线、多边形、圆等平面元素模拟几何构件，只有长和宽的二维尺度，故等于 Length&Width，目前国内各类设计图和施工图的主流形式仍旧是2D模型;传统的3D模型是在2D模型的基础上加了一个维度Height，有利于建设项目的可视化功用，但并不具备信息整合与协调的功能。随着软件的发展，尽管各种几何实体可以被整合在一起代表所需的设计构件，但是最终的整体几何模型依旧难以编辑和修改，且各系统单独的施工图很难与整体模型真正地联系起来，同步化就更能难实现。BIM 参数模型的

7、优势就是在于其突破了传统 2D 及 3D 模型难以修改和同步的瓶颈，以实时、动态的多维模型(nD)大大方便了工程人员。首先，BIM 的 3D 模型为交流和修改提供了便利。以建筑师为例，其可以运3 用 3D 平台直接设计，无需将 3D 模型翻译成 2D 平面图以与业主进行沟通交流，业主也无需费时费力去理解繁琐的 2D 图纸。其次，BIM 参数模型的参数信息内容不仅局限于建筑构件的物理属性，而是包含了从建筑概念设计开始到运营维护的整个项目生命周期内的所有该建筑构件的实时、动态信息。再次，BIM 参数模型将各个系统紧密地联系到了一起，整体模型真正起到了协调综合的作用，且其同步化的功能更是锦上添花。B

8、IM 整体参数模型综合了包括建筑、结构、机械、暖通、电气等各BIM 系统模型，其中各系统间的矛盾冲突可以在实际施工开始前的设计阶段得以解决，同时与上述4D，5D 模型所涉及的进度及造价控制信息、相关联，整体协调管理项目实施。另外，对于 BIM 模型的设计变更，BIM 的参数规则（Parametric rules）会在全局自动更新信息。故对于设计变更的反应，相比基于图纸费时且易出错的繁琐处理 BIM 系统表现的更加智能化与灵敏化。最后，BIM 参数模型的多维特性(nD)将项目的经济性、舒适性及可持续性发展提高到一个新的层次。例如，运用 4D 技术可以研究项目的可施工性、项目进度安排、项目进度优化

9、、精益化施工等方面，给项目带来经济性与时效性;5D 造价控制手段使预算在整个项目生命周期内实现实时行与可操控性;6D 及 nD 应用将更大化地满足项目对于业主对于社会的需求，如舒适度模拟及分析、耗能模拟、绿色建筑模拟及可持续化分析等方面。4 BIM 的实现手段 BIM 的实现手段是软件，与 CAD 技术只需一个或几个软件不同的是，BIM需要一系列软件来支撑。4 图 1 BIM 软件 图 1 是对于 BIM 软件各个类型的罗列图，除 BIM 核心建模软件之外，BIM的实现需要大量其他软件的协调与帮助。一般可以将 BIM 软件分成以下两大类型:类型一:BIM 核心建模软件，包括建筑与结构设计软件(

10、如 AutodeskRevit 系列、Graphisoft ArchiCAD 等)、机电与其他各系统的设计软件(如 AutodeskRevit 系列、DesignMaster 等)等等;类型二:基于 BIM 模型的分析软件，包括结构分析软件(如 PKPM、SAP2000等)、施工进度管理软件(如 MSProject、Navisworks 等)、制作加工图 Shop Drawing的深化设计软件(如 Xsteel 等)、概预算软件、设备管理软件、可视化软件等等。4.1 BIM 设计类软件 BIM 设计类软件在市场上主要有五家主流公司，分别是Autodesk、Bentley、Graphisoft/

11、Nemetschek AG、Gery Technology以及 Tekla 公司。各自旗下开发的系列软件如下：（1）Autodest-Revit Architecture 等 Autodesk 公司的 Revit 系列占据了最大的市场份额且是行业领跑者，包括：Revit Architecture(建筑);5 Revit Structure(结构);Revit MEP(机电管道)。（2）Bentley-Bentley Architecture 等 Bentley 公司继开发出 MicroStation TriForma 这一专业的 3D 建筑模型制作软件(由所建模型可以自动生成平面图、剖面图、立

12、面图、透视图及各式的量化报告，如数量计算、规格与成本估计)后，于 2004 年推出了其革命性的继承者:Bentley/Architecture(建筑);Bentley Structural(结构);Bentley Building Mechanical Systems(机械:通风、空调、水道):Bentley Building Electrical Systems(电气);Bentley Facilities(设备);Bentley PowerCivil(场地建模):Bentley Generative Components(设计复杂几何造型);Bentley Interference Man

13、ager(碰撞检查)等系列软件，Bentley 公司还提供了支持多用户(multi-user)多项目(multi-project)的管理平台Bentley ProjectWise。（3）Graphisoft/Nemetscheck AG-ArchiCAD ArchiCAD 是历史最悠久的且至今仍被应用的 BIM 建模软件，ArchiCAD 与一系列软件均具有互用性，包括利用 Maxon 创建曲面和制作动画模拟、利用ArchiFM进行设备管理、利用 Sketchup 创建模型等。除此，ArchiCAD 与一系列能耗与可持续发展软件都有互用接口，如 Ecotect、Energy+、ARCHIPHI

14、SIK 及RIUSKA 等。且 ArchicAD 包含了广泛的对象库(Object libraries)供用户使用。（4）Gery Technology-Digital Project Dassault 公司开发的 CATIA 软件是全球被广泛应用的针对航空航天、汽车等大型机械设计制造领域的建模平台，而 Digital Projeet 是 Gery Technology 公司基6 于 CATIA 软件为工程建设项目定做开发的应用软件(二次开发软件)，其本质还是CATIA。（5）TeklaCorp.Tekla Structure,Xsteel Xsteel 是 Tekla 公司最早开发的基于 B

15、IM 技术的施工软件，于上世纪 90 年代面世并迅速成长为世界范围内被广泛应用的钢结构深化设计软件.4.2 BIM 施工类软件 BIM 参数模型具有多维属性，对于施工阶段，4D(3D+time)模型的施工建造模拟与 5D(4D+cost)模型的造价功能使建设项目各参与方更清晰地预见和控制管理施工进度与工程造价。常见的4D 应用软件和 5D 应用软件如下:1、4D 应用软件（1）AutodeskNavisworks Autodesk Navisworks Manage 软件是 Autodesk 公司开发的用于施工模拟、工程项目整体分析以及信息交流的智能软件。其具体的功能包括模拟与优化施工进度、识

16、别与协调冲突与碰撞、使项目参与方有效沟通与协作以及在施工前发现潜在问题。且 Navisworks Manage 软件与 Microsoft Projeet 具有互用性，在 Microsoft Project 软件环境下创建的施工进度计划可以被导入 Navisworks Manage 软件，再将每项计划工序与 3D 模型的每一个构件一一关联，即可轻松地制作施工模拟过程。（2）Bentley-ProjectWise Navigator ProjectWise Navigator 软件是 Bentley 公司于 2007 年发布的施工类 BIM 软件，其以动态协作的平台使项目各参与方容易快速看到设计

17、人员提供的包含设备布置、维修通道和其他关键设计数据的最初设计模型，并做出评估、分析及改进，以避免在施工阶段出现代价高昂的错误与漏洞。（3）Innovaya-Visual Simulation Visual Simulation软件是Innovaya 公司开发的一款 4D进度规划与可施工性分7 析的软件，与 Navisworks 相似处在于其能与 Revit 软件创建的模型相关联，且由Microsoft Projeet及Primavera进度计划软件创建的施工进度计划可以被导入该4D软件。用户可以方便地点击 4D 建筑模拟中的建筑对象，查看在甘特图中显示的相关任务;反之亦可。施工模拟可以有效地加

18、强项目各参与方的沟通与协作，优化施工进度计划，为缩短工期、降低造价提供了帮助。（4）Synchro Ltd.-Synchro 4D Synchro 4D 是一款年轻但功能强大的 4D 软件，具有比其他同类 4D 软件更加成熟的施工进度计划管理功能。可以为整个项目的各参与方（包括业主、建筑师、结构师、承包商、分包商、材料供应商等）提供实时共享的工程数据。工程人员可以利用 Synchro 4D 软件进行施工过程可视化模拟、安排施工进度计划、实现高级风险管理、同步设计变更、实现供应链管理以及造价管理。Synchro 4D软件能与 SolidWorks、Google Sketchup 及 Bentle

19、y 软件创建的模型相关联，且由Microsoft Project、Primavera 及 Asta Powerproject 进度计划软件创建的施工进度计划可以被导入该 4D 软件。2、5D 应用软件 （1）Innovaya-Visual Estimating+Visual Simulation Visual Estimating 软件是 Innovaya 公司开发的一款针对工程造价的应用软件，结合应用该公司的 Visual Simulation 4D 软件，即可实现 5D 项目管理功能。Visual Estimating 软件可以与 MC2ICE 与 SageTimberline 工程造价软

20、件相协作，且由Revit 软件和 Tekla 软件各自创建的 BIM 模型均可以被导入。其具体功能包括:自动计算工程量和定义装配件的组成。（2）VICO Software-Virtual Construction Virtual Construction 软件套装是一款高度集成的为施工单位服务的 5D 管理工具，其套装包括：VICO Constructor（建模）、VICO Estimator（概预算）、VICO Control（进度控制）、VICO 5D Presenter（5D 演示工具）、VICO Cost Manager（造8 价管理、VICO Change Manage（变更管理）。

21、4.3 与 BIM 核心软件具有互用性的软件 以下将对与 BIM 核心软件(设计类、施工类 BIM 软件)具有互用性的软件作简要概述。1、建模类软件（1）2D 建模类软件 使用范围最广的 2D 建模类软件是 Autodesk 的 AutoCAD 和 Bentley 的 Microstation.（2）3D 建模类（3D Solid model）软件 目前常用的与 BIM 核心软件具有互用性的 3D 建模类(3D Solid model)软件有Google Sketchup、Rhino 和 FormZ。2、可视化类软件 基于创建的 BIM 模型，与 BIM 具有互用性的可视化软件可以将其可视化的

22、效果输出，常用的软件包括 3dmax、Artlantis、Lightscape 与 AccuRender 等。3、分析类软件（1）可持续发展分析软件 基于 BIM 模型信息，可持续发展分析软件可以对项目的日照、风环境、热工、景观可视度、噪音等方面做出分析，主要软件有国外的 Eeotect、IES、Green Building Studio 已经国内的 PKPM 等。（2）机电分析软件 水暖电等设备和电气分析软件国内有鸿业、博超等，国外有 Design Master、IEs Virtual Environment、Trane Trace 等等。（3）结构分析软件 结构分析软件是目前与 BIM 核

23、心建模软件互用性较高的软件，两者之间可以实现双向信息交换，即结构分析软件可对 BIM 模型进行结构分析，且分析结9 果对结构的调整可以自动更新到 BIM 模型中。与 BIM 核心建模软件具有互用性的结构分析软件有 ETABS、STAAD、Robot 及 PKPM 等。下表 1 将上述 BIM 设计类、施工类及与 BIM 核心软件具有互用性的三类软件做出简要总结。表 1 BIM 软件 软件 类型 公司 软件名称 BIM 设计类软件 Autodesk Revit Architecture（建筑）Revit Structure（结构）Revit MEP（机电管道）Bentley Bentley Ar

24、chitecture（建筑）Bentley Structural（结构）Bentley Building Mechanical Systems（机）Bentley Building Electrical Systems（电）Bentley Facilities（设备）Bentley Power Cilvil（场地建模）Bentley Generative Components（设计复杂造型）Bentley Interference Manager（碰撞检查）Graphisoft/Nemetschek AG ArchiCAD Gery Technology Digital Project Tek

25、la Corp Xsteel Tekla Structure BIM 施工类软件 4D Autodesk Navisworks Bentley Project Wise Navigatior Innovaya Visual Simulation Synchro Synchro 4D Common Point Project 4D Construct Sim 5D Innovaya Visual Simulation+Visual Estimating VICO Software Virtual Construction 与 BIM核心软件具有互用性的软件 建模类 2D Autodesk Aut

26、oCAD Bentley MicroStation 3D Google Sketchup Rhino Software Rhino Auto DesSys FormZ 可视类 Autodesk 3Ds Max Autodesk 收购 Lightscape Lightscape Abvent Artlantis Robert McNeel AccuRender 10 分 析 类 可持续发展 Autodesk Ecotect Autodesk 收购GeoPraxis Green Buiding Studio Illuminating Engineering Society IES 中国建筑科学研究

27、院建筑工程软件研究所 PKPM 机电 Design Master Software Design Master Intergrated Environmental Solution IES Virtual Environment Trane Trane Trace 鸿业科技 鸿业 MEP 系列软件 北京博超时代软件有限公司 博超电气设计软件 结构 Computer and Structure Inc.（CSI）ETABS REI Engineering Software STAAD Autodesk Robot 中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所 PKPM 5 BIM 的分析应用 以 BIM

28、 模型为基础，服务于项目各个阶段的分析应用都可以凭借上述基于BIM 模型的分析软件得以实现。BIM 模型可视化应用(Visualizations)。建筑效果图、仿佛置身在其中的 3D 虚拟建筑空间、光线效果可视化模拟(Lightscape)方便业主与设计方、施工方的交流。BIM 整体模型查找矛盾(Combined Models)。由各个系统模型综合在一起形成 的 BIM 整体模型可以查找和复核各系统间是否存在矛盾与冲突(Collision checking)，在施工前解决。施工阶段应用(Construction)。工料估算与控制(Quantity take-off)、预算控制 11 (Cost

29、 estimation)、生产管理(Production management)、3D 可视化指导施工 及改进施工方法 (3D visualizations)、利用 4D 模型进行进度控制等(4D models)。分析应用(Analysis)。舒适度分析(Comfort)；耗能模拟分析(Energy)；生命 期成本控制(Life-cycle cost)；环境评估应用，如不同材料在相同环境 的使用寿命不同生命周期分析法(Life-cycle analysis)；风、水等 流体性能分析，如建筑围墙连续性与防水性模拟计算机流体力学动态模拟 (Computational Fluid Dynamics)

30、等。设施管理应用(Facility management)。设施管理组织机构的建立(Management for portfolio of buildings)、技术维护(Technical maintenance)、性能报告系统 (Performance reporting)、设施空间数据管理 (Space data management)。6 BIM 的生命力 BIM 的生命力是项目整个生命周期。BIM 应用分为主要应用（Primary BIM uses）和次要应用(Secondary BIM uses)，贯穿于整个项目生命周期的各个阶段。其中现状建模(Existing Condition

31、s Modeling)和成本预算控制(Cost Estimation)贯穿了从规划到运营维护的各个阶段;各阶段规划(Phase Planning)、规划书编制(Programming)、场地分析(Site Analysis)、设计方案论证(Design Reviews)、3D 协调(3D Coordination)与竣工模型(Reeord Model)均为跨阶段应用；其余应用则大部分发生在项目生命周期的某个特定阶段。7 BIM 的价值优势 对于业主最关心的工程造价、工期、项目性能是否符合预期等指标，BIM 所带来的价值优势是巨大的。（1）缩短项目工期。利用 BIM 技术，可以通过加强团队合作、

32、改善传统的项目管理模式、实现场外预制、缩短订货至交货之间的空白时间(Lead times)等方式大大缩短工期;12 （2）更加可靠与准确的项目预算。基于 BIM 模型的工料计算（Quantity take-off）相比基于2D 图纸的预算更加准确、且节省了大量时间;（3）提高生产效率、节约成本。由于利用 BIM 技术可大大加强各参与方的协作与信息交流的有效性，使决策的做出可以在短时间完成、减少了复工与返工的次数、且便于新型生产方式的兴起如场外预制、BIM 参数模型作为施工文件等等，显著地提高了生产效率、节约了成本;（4）高性能的项目结果。BIM 技术所输出的可视化效果可以为业主校核是否满足要求

33、提供平台，且利用 BIM 技术可实现耗能与可持续发展设计与分析，为提高建筑物、构筑物等的性能提供了技术手段；（5）有助于项目的创新性与先进性。BIM 技术可以实现对传统项目管理模式的优化，如一体化项目管理模式 IPD(Integrated Project Delivery Mode)下各参与方早期参与设计群策群力的模式有利于吸取先进技术与经验、实现项目创新性与 先进性；（6）方便设备管理与维护。利用 BIM 竣工模型(As-built model)作为设备管理与维护的数据库。8 BIM 在建设项目各阶段的具体应用 8.1 可行性研究阶段 BIM 对于可行性研究阶段建设项目在技术和经济上可行性论

34、证提供了帮助，提高了论证结果的准确性和可靠性。在可行性研究阶段，业主需要确定出建设项目方案在满足类型、质量、功能等要求下是否具有技术与经济可行性。但是，如果想得到可靠性高的论证结果，需要花费大量的时间、金钱与精力。BIM 可以为业主提供概要模型(Macro or schematic model)对建设项目方案进行分析、模拟，从而为整个项目的建设降低成13 本、缩短工期并提高质量。8.2 设计工作阶段 对于传统 CAD 时代存在于建设项目设计阶段的 2D 图纸冗繁、错误率高、变更频繁、协作沟通困难等缺点，BIM 所带来的价值优势是巨大的:（1）保证概念设计阶段决策正确 在概念设计阶段，设计人员需

35、对拟建项目的选址、方位、外形、结构形式、耗能与可持续发展问题、施工与运营概算等问题做出决策，BIM 技术可以对各种不同的方案进行模拟与分析、且为集合更多的参与方投入该阶段提供了平台，使做出的分析决策早期得到反馈，保证了决策的正确性与可操作性。（2）更加快捷与准确地绘制 3D 模型 不同于 CAD 技术下 3D 模型需要由多个 2D 平面图共同创建，BIM 软件可以直接在 3D 平台上绘制 3D 模型，并且所需的任何平面视图都可以由该 3D 模型生成，准确性更高且直观快捷，为业主、施工方、预制方、设备供应方等项目参与人的沟通协调提供了平台。（3）多个系统的设计协作进行、提高设计质量 对于传统建设

36、项目设计模式，各专业包括建筑、结构、暖通、机械、电气、通信、消防等设计之间的矛盾冲突极易出现且难以解决。而 BIM 整体参数模型可以对建设项目的各系统进行空间协调、消除碰撞冲突，大大缩短了设计时间且减少了设计错误与漏洞。同时，结合运用与 BIM 建模工具具有相关性的分析软件，可以就拟建项目的结构合理性、空气流通性、光照、温度控制、隔音隔热、供水、废水处理等多个方面进行分析，并基于分析结果不断完善BIM 模型。（4）对于设计变更可以灵活应对 14 BIM 整体参数模型自动更新的法则可以让项目参与方灵活应对设计变更，减少例如施工人员与设计人员所持图纸不一致的情况。对于施工平面图的一个细节变动，Re

37、vit 软件将自动在立面图、截面图、3D 界面、图纸信息列表、工期、预算等所有相关联的地方做出更新修改。（5）提高可施工性 设计图纸的实际可施工性(constructability)是国内建设项目经常遇到的问题。由于专业化程度的提高及国内绝大多数建设工程所采用的设计与施工分别承发包模式的局限性，设计与施工人员之间的交流甚少，加之很多设计人员缺乏施工经验，极易导致施工人员难以甚至无法按照设计图纸进行施工。BIM 可以通过提供 3D 平台加强设计与施工的交流，让有经验的施工管理人员参与到设计阶段早期植入可施工性理念，更深入地可以推广新的工程项目管理模式如一体化项目管理模式 IPD(Integrat

38、ed Project Delivery mode)以解决可施工性的问题。（6）为精确化预算提供便利 在设计的任何阶段，BIM 技术都可以按照定额计价模式根据当前 BIM 模型的工程量给出工程的总概算；随着初步设计的深化，项目各个方面如建设规模、结构性质、设备类型等均会发生变动与修改，BIM 模型平台导出的工程概算可以在签订招投标合同之前给项目各参与方提供决策参考，也为最终的设计概算提供基础。（7）利于低能耗与可持续发展设计 在设计初期，利用与 BIM 模型具有互用性的能耗分析软件就可以为设计注入低能耗与可持续发展的理念，这是传统的 2D 工具所不能实现的。传统的 2D技术只能在设计完成之后利用

39、独立的能耗分析工具介入，这就大大减少了修改设15 计以满足低能耗需求的可能性。除此之外，各类与 BIM 模型具有互用性的其他软件都在提高建设项目整体质量上发挥了重要作用。8.3 建设实施阶段 对于传统 CAD 时代存在于建设项目施工阶段的 2D 图纸可施工性低、施工质量不能保证、工期进度拖延、工作效率低等缺点，BIM 所带来的价值优势是巨大的:（1）施工前改正设计错误与漏洞 在传统 CAD 时代，各系统间的冲突碰撞极难在 2D 图纸上识别，往往直到施工进行了一定阶段才被发觉，不得己返工或重新设计；而 BIM 模型将各系统的设计整合在了一起，系统间的冲突一目了然，在施工前改正解决，加快了施工进度

40、、减少了浪费、甚至很大程度上减少了各专业人员间起纠纷不和谐的情况。（2）4D 施工模拟、优化施工方案 BIM 技术将与 BIM 模型具有互用性的 4D 软件、项目施工进度计划与 BIM模型连接起来以动态的三维模式模拟整个施工过程与施工现场，能及时发现潜在问题和优化施工方案(包括场地、人员、设备、空间冲突、安全问题等)。同时，4D 施工模拟还包含了临时性建筑如起重机、脚手架、大型设备等的进出场时间，为节约成本、优化整体进度安排提供了帮助。（3）BIM 模型为预制加工工业化的基石 细节化的构件模型（Shop model）可以由 BIM 设计模型生成，可用来指导预制生产与施工。由于构件是以 3D 的

41、形式被创建的，这就便于数控机械化自动生产。当前，这种自动化的生产模式己经成功地运用在钢结构加工与制造、金属板制造等方面，从而生产预制构件、玻璃制品等。这种模式方便供应商根据设计模16 型对所需构件进行细节化的设计与制造，准确性高且缩减了造价与工期;同时，消除了利用2D图纸施工由于周围构件与环境的不确定性导致构件无法安装甚至重新制造的尴尬境地。（4）使精益化施工成为可能 由于BIM参数模型提供的信息中包含了每一项工作所需的资源，包括人员、材料、设备等等，所以其为总承包商与各分包商之间的协作提供了基石，最大化地保证资源准时制管理(Just-in-time)、削减不必要的库存管理工作、减少无用的等待

42、时间、提高生产效率。8.4 运营维护阶段 BIM 参数模型可以为业主提供建设项目中所有系统的信息，在施工阶段做出的修改将全部同步更新到 BIM 参数模型中形成最终的 BIM 竣工模型(As-built model)，该竣工模型作为各种设备管理的数据库为系统的维护提供依据。此外，BIM 可同步提供有关建筑使用情况或性能、入住人员与容量、建筑已用时间以及建筑财务方面的信息；同时，BIM 可提供数字更新记录，并改善搬迁规划与管理。BIM 还促进了标准建筑模型对商业场地条件(例如零售业场地，这些场地需要在许多不同地点建造相似的建筑)的适应。有关建筑的物理信息(例如完工情况、承租人或部门分配、家具和设备

43、库存)和关于可出租面积、租赁收入或部门成本分配的重要财务数据都更加易于管理和使用。稳定访问这些类型的信息可以提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。9 REVIT、NAVISWORK 及相关软件工程应用实例 某高校土木机电教学楼（CEME Building）投标 BIM 模型 9.1 工程概述 某高校拟投资建造土木机电教学楼（CEME Building），其招标文件要求投标17 人负责完成该楼的设计和建造任务(Design-build)。业主的具体要求概述如下:1、土木机电教学楼功能要求:二层建筑(含地下一层)实验室位于地下一层，地上两层为教室与教职工办公室;此外，必须建有至少一间能容纳 10

44、0 人的大教室、若干计算机室和阅读室。2、投标文件包括：3DBIM 模型、工程造价、进度计划、4D 模拟等。以 Revit和 Navisworks 为主要软件工具，以下以 4D 模拟与内部行走(Walk through)为重点进行简述。9.2 BIM 建模 该工程的 BIM 建模完全基于 3D 平台，此处略去结构分析部分，以下分为概念设计、建筑结构设计、内部布局设计三部分简述 BIM 模型。1、概念设计 投标人将该建筑命名为 CEME FERRY，绘制出建筑标准层平面图。2、建筑结构设计（用 Revit 软件创建）该建筑采用钢筋混凝土结构，其结构构件包括：（1）基础:包含独立基础与条形基础；（

45、2）柱(Column)、梁(Beam)、板(Slab)、墙(Wall)、楼梯等结构构件；（3）外围结构（Enclosure system）：包含幕墙(Curtain wall)、屋顶(Roof)、天台屋顶(Roof top)、门(door)等。（4）内部结构（Interior system）:包含天花板(Ceiling)、窗户(Window)、门(door)等。3、内部设施布局设计（用 Revit 软件创建）（1）地下一层（Basement floor）:包含计算机室(Computer rooms)、阅览室18 （Reading rooms）、三间实验室（Laboratory rooms）、设

46、备房（MECH rooms）、研讨会议室（Seminars）、电梯（Elevator）、洗手间（Washrooms）等。（2）地上一层(Ground floor):包含大厅(Lobby)、教室(Classrooms)、设备房(MECH rooms)、电梯(Elevator)、洗手 l 间(Washrooms)等。（3）地上二层（Second floor）：包含教室(Classrooms)、教职员办公室(Faculty Offices)、设备房(MECH rooms)、电梯(Elevator)、洗手间(Washrooms)等。4、3D 效果图（1）利用 Revit 或 Navisworks 软件

47、渲染出的建筑效果图；（2）利用 Photoshop 软件将渲染出的建筑效果图置于真实场景。9.3 编制进度计划 用 Microsoft Project 编制 CEME FERRY 的进度计划时考虑了下列因素:（1）按照业主要求，工程必须在 2011 年 9 月新学期开学前完工;（2）工地占地面积较小，故工作面拥挤且存放物料的区域有限;（3）工作日安排为每周周一至周五，每天八小时工作时间，节假日休息 1、设计进度计划 分为初步设计与详细设计。2、施工进度计划 分为五个部分，即基础与地下一层、地上一层、地上二层、屋顶、内部设施施工。9.4 4D 建模 1、4D 施工过程模拟 将 Mieroso P

48、roject 软件创建的施工进度计划导入Navisworks，再将每项任务与相应的建筑构件一一相链接，即可创建出施工过程模拟动画。19 2、建筑内部行走 利用 Navisworks 软件实现建筑内部 3D 可视化行走部分(Walkthrough)。10 BIM 与云工作台(Cloud)众多的 BIM 软件对于计算机硬件都有极高的要求，且随着BIM 软件版本的不断升级，计算机的配置也需要随之不断攀升，这使建筑企业往往望而却步，BIM 的广泛应用严重受阻。于是建筑行业内开始考虑将 IT 业“云计算(Cloud Computing)”引为己用，有力支撑 BIM 硬件环境。“云计算”旨在通过网络把多个

49、成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助 SaaS、PaaS、IaaS、MSP 等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。Cloud Computing 的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。美国 Little 多元设计咨询公司开发的云工作站(Littles cloud)是美国建筑业首个为 BIM 应用提供同步、实时、及标准软件应用的硬件环境。云工作站对于BIM 应用的 11 种战略优势:（1）降低随软件升级不断增长的计算机高配置需求 由

50、于 BIM 应用要求实现模拟、分析、渲染、3D 建模等多元化的服务功能，手提电脑更新速度以两年为周期都不能满足不断升级的软件对于硬件的配置要求;但以云工作站为平台，其用户终端手提电脑的处理负担被极大地减少、无需高配，且云工作站的更新周期为四到五年，提高了经济效应。（2）不受地区空间限制协同工作 目前软件开发商们正致力于研究利用广域网(WAN)实现协同工作，但其仍有20 缺陷。云工作台可以完全实现不同地方的工程人员如同在同一个办公室办公一样。（3）不同公司协同工作 由于 BIM 应用需要不同项目参与方包括设计方、施工方等利用同一 BIM 模型协同工作，但如果没有云工作台，各参与方只能在特定的时间